The effects of desiccation stress on nursery stock of Prunus Avium and P. cerasifera and its role in the development of protocols for plant quality assessment

Abstract

Severe desiccation of dormant seedlings of wild cherry (Prunus avium) and cherry plum (P. cerasifera) did not affect their immediate survival, but caused significant reductions in subsequent shoot growth and root volume which were not recovered in a single growing season. Length of lateral internodes and root collar diameter were the characteristics most affected by root desiccation in Prunus avium and P.cerasifera respectively. Root moisture loss, decrease of stem water potential and damage to the fine roots, as indicated by the physiological plant quality measures of tetrazolium absorbance and root electrolyte leakage, increased rapidly over different periods of desiccation stress. All measures of physiological plant quality at the beginning of the growing season were effective as predictors of plant performance at the end. In the species tested, the most cost-effective routine is likely to be fine root electrolyte leakage, with tetrazolium testing requiring more sophisticated equipment, and root moisture content and stem water requiring greater reproducibility. Root pruning prior to planting did not mitigate desiccation damage and severe pruning was highly injurious to subsequent growth of Prunus avium and P.cerasifera 1+0 seedlings. Root desiccation combined with low soil moisture regime applied for a period of 5 months in Prunus avium 1+0 seedlings, resulted in increased leaf proline, leaf stomatal and trichome density and leaf area compared to seedlings growing in higher soil moisture levels.Root desiccation applied to 3-4 month old P.avium seedlings growing in water culture, resulted in an immediate root hair loss, root apex malformation, increased root proteolysis and reduced photosynthetic rates compared to untreated plants. Following a recovery period of two weeks in water culture, treated plants did not regain high photosynthetic rates and growth remained suppressed in comparison to control plants.

Η σοβαρή αφυδάτωση δενδρυλλίων σε λήθαργο κερασιάς (Prunus avium) και δαμάσκηνο-κερασιού (P. cerasifera) δεν επηρέασε την άμεση επιβίωσή τους, αλλά προκάλεσε σημαντικές μειώσεις στην επακόλουθη ανάπτυξη των βλαστών και τον όγκο των ριζών που δεν ανακτήθηκαν σε μία μόνο καλλιεργητική περίοδο. Το μήκος των πλευρικών οφθαλμικών μεσοδιαστημάτων και η διάμετρος του περιλαίμιου ρίζας ήταν τα χαρακτηριστικά που επηρεάστηκαν περισσότερο από την αφυδάτωση των ριζών στο Prunus avium και το P.cerasifera αντίστοιχα. Η απώλεια υγρασίας ρίζας, η μείωση του δυναμικού του νερού του στελέχους και η βλάβη στις λεπτές ρίζες, όπως υποδεικνύεται από τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά ποιότητας των φυτών της απορρόφησης τετραζόλιου και της διαρροής ηλεκτρολυτών ρίζας, αυξήθηκαν γρήγορα σε διαφορετικές περιόδους στρες αφυδάτωσης. Όλα τα μέτρα φυσιολογικής ποιότητας των φυτών στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου ήταν αποτελεσματικά ως προγνωστικά της απόδοσης των φυτών στο τέλος. Στο είδος που δοκιμάστηκε, η πιο οικονομική ρουτίνα είναι πιθανό να είναι η διαρροή ηλεκτρολυτών λεπτής ρίζας, με δοκιμές τετραζόλιου που απαιτούν πιο εξελιγμένο εξοπλισμό και περιεκτικότητα σε υγρασία ρίζας και νερό μίσχων που απαιτούν μεγαλύτερη αναπαραγωγιμότητα. Το κλάδεμα των ριζών πριν από τη φύτευση δεν μείωσε τη βλάβη αφυδάτωσης και το σοβαρό κλάδεμα ήταν ιδιαίτερα επιβλαβές για την επακόλουθη ανάπτυξη του Prunus avium και του P.cerasifera 1+0 δενδρύλλια. Η αφυδάτωση των ριζών σε συνδυασμό με το καθεστώς χαμηλής υγρασίας του εδάφους που εφαρμόστηκε για περίοδο 5 μηνών σε φυτά Prunus avium 1+0, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της προλίνης των φύλλων, της πυκνότητας των φύλλων και του τριχώματος και της περιοχής των φύλλων σε σύγκριση με τα φυτά που αναπτύσσονται σε υψηλότερα επίπεδα υγρασίας του εδάφους. Η αφυδάτωση της ρίζας που εφαρμόζεται σε φυτά 3-4 μηνών P.avium που αναπτύχθηκαν σε καλλιέργεια νερού, είχε ως αποτέλεσμα άμεση απώλεια τριχιδίων ρίζας, δυσπλασία της κορυφής ρίζας, αυξημένη πρωτόλυση ρίζας και μειωμένους φωτοσυνθετικούς ρυθμούς σε σύγκριση με τα φυτά μάρτυρες. Μετά από περίοδο αποκατάστασης δύο εβδομάδων στην καλλιέργεια νερού, τα φυτά που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία δεν ανέκτησαν υψηλούς φωτοσυνθετικούς ρυθμούς και η ανάπτυξη τους παρέμεινε κατεσταλμένη σε σύγκριση με τα φυτά μάρτυρες.